Машина за запояване на Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Запояването на SMD компоненти понякога може да бъде малко предизвикателство, особено когато става въпрос за неща като 0,4 мм чипове TQFP чипове със 100 или повече пина. В такива случаи достъпът до някакво увеличение може да бъде наистина полезен.

В опит да се справя с този проблем, реших да създам свой собствен запояващ микроскоп на базата на Raspberry Pi Zero W и камерен модул. Микроскопът е в състояние да стриймва Full HD видео директно към HDMI монитор с почти никаква латентност, което е идеално за запояване. Но също и през WiFi с латентност по -малка от половин секунда, което е доста добро за проверка на платката.

По желание, с малко допълнително заплащане, микроскопът може да се направи и преносим, което в комбинация с неговите възможности за видео стрийминг на WiFi отваря допълнително измерение на потенциалните случаи на употреба.

Ако случайно имате 3D принтер, не забравяйте да проверите и невероятния проект на RichW36 за Thingiverse за версия на микроскопа, използващ 3D отпечатани части!

Стъпка 1: Инструменти и части

За да изградите микроскопа, ще ви трябват следните части:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x модул на Raspberry Pi камера [8 €] - Ще трябва да го хакнете, за да промените фокусното му разстояние и да направите възможно фокусирането върху обекти, които са много близо до него. Не знам дали същата процедура е възможна и с новия 8 -мегапикселов модул за камера, затова препоръчвам вместо това да вземете оригиналния 5 -мегапикселов.

1 x Кабел за камера на Raspberry Pi Zero [2 €] - Както може би вече знаете, Raspberry Pi Zero има по -малък конектор за камера от другите платки Raspberry Pi, така че ще ви е необходим и специален адаптер за свързване на модула на камерата към него.

1 x Микрометър от пластмасов шублер - Колкото по -евтино можете да намерите, толкова по -добре, просто използвах стар пластмасов аналог, който бях лежал наоколо.

1 x парче линийка - ширината на линийката трябва да бъде по -малка от дължината на движещата се челюст на шублера. Що се отнася до дължината, около 10 см до 15 см трябва да са добре.

1x алуминиева кутия за проект [4 €] - Това ще се използва като основа на монтажа и трябва да бъде направено от метал, така че ще бъде и топлоустойчиво. Причината, поради която е необходима кутия, е да можете да поставите тежест вътре в нея, за да бъдете по -стабилни по време на запояване.

1 x HDMI кабел и женски HDMI HDMI адаптер - Можете също да закупите HDMI към Mini HDMI кабели, ако искате, но вече имах обикновен HDMI кабел.

1 x Micro USB захранване - Според моите измервания, токът, извлечен от Pi, никога не надвишава 400mA, дори когато стриймвате 1080p видео през WiFi и HDMI едновременно. Така че дори 500 mA захранване трябва да бъде достатъчно. Само за да бъда в безопасност обаче препоръчвам да вземете 1A, особено ако планирате да изградите преносимата версия, която също ще има загуби на усилващия конвертор.

1 x MicroSD карта [5 €] - Дори 4GB ще бъде достатъчно, просто се уверете, че е висококачествен клас 10.

4 x M2 винтове и гайки [по -малко от 1 €] - Могат да се използват и винтове с по -голям диаметър. Въпреки това, колкото по -голям е винтът, толкова по -широк трябва да бъде отворът и по -голям е рискът от счупване на пластмасата.

1 x Стик за горещо лепило [1 €]

Кабелни връзки с цип [по -малко от 1 €] - Те ще бъдат използвани за закрепване на Pi върху движещата се част на шублера.

И следните инструменти:

Пистолет за горещо лепило

A Dremel - С диск, който може да прорязва пластмаса, плюс свредла за пластмаса и алуминий в размера на винтовете.

Клещи с дълъг плосък нос

Клещи за рязане на болтове - Ще ви е необходим начин да отрежете винтовете на подходящата дължина. Чифт клещи за рязане на болтове е това, което използвах, въпреки че съм сигурен, че има и други инструменти, които също могат да свършат работа.

Отвертка Philips

По желание, ако искате да го направите преносим, ще ви трябват следните допълнителни части:

1 x LiPo батерия [8 €] - Капацитетът й ще зависи от живота на батерията, който искате, ефективността на усилвателния преобразувател и средната консумация на енергия.

1 x LiPo зарядно устройство за батерии / 5V усилващ конвертор [20 €] - За този проект избирам PowerBoost 1000C от Adafruit. На eBay се предлагат и много по -евтини алтернативи, въпреки че реших да отида с тази конкретна поради хубавата функция, която имаше, за която ще говоря повече по -късно.

1 х 40-пинов двуредов мъжки заглавие за щифтове [по-малко от 1 €]

1 x 40-пинов двуредов женски щифт за глава [по-малко от 1 €]

1 х 8-пинов мъжки контакт (по-малко от 1 €)

1 х 8-пинов женски щифт [по-малко от 1 €]

1 x Парче прототипираща платка [1 €] - Тъй като ще трябва да запоите заглавки на щифтове от двете страни на дъската, препоръчвам да вземете двустранна. Като алтернатива можете да получите прототипна дъска, специално проектирана за Pi Zero, като тази от MakerSpot.

1 x 1K резистори [по -малко от 1 €]

1 x 10K резистор [по -малко от 1 €]

1 x BC547 [по -малко от 1 €] - Ще работи всеки NPN транзистор с общо предназначение, точно това използвах.

1 x DPST Momentary Switch [1 €] - В идеалния случай искате DPST превключвател, така че можете да включите и изключите Pi с помощта на един и същ бутон. За съжаление нямах такъв наоколо, затова трябваше да използвам два отделни моментни превключвателя SPST.

Кабелни връзки с цип [по -малко от 1 €] - Необходим е още един за преносимата версия, за закрепване на батерията от задната страна на прототипната платка.

Спойка тел

И следните допълнителни инструменти:

Поялник

Чифт резачки за тел

Общите разходи за непоносимата версия, с изключение на захранването, HDMI кабела и адаптера към mini HDMI, бяха около 30 €. Допълнителните разходи за пренасянето му също бяха около 30 €. По -голямата част от частите са закупени в eBay.

Стъпка 2: Подготовка на MicroSD

Записване на изображението на microSD картата

Като основа за системата реших да отида с официалния образ на Raspbian Lite и след това да инсталирам само точно това, от което се нуждая. За да започнете, първо изтеглете най -новото изображение на Raspbian Lite от уебсайта raspberrypi.org и го запишете на вашата microSD карта.

Ако използвате Linux, след като го разархивирате, можете да го запишете, като изпълните следната команда като root, dd if =/path/to/-raspbian-jessie-lite.img на =/dev/sdX bs = 4M

Където X е буквата на устройството, която съответства на вашата microSD карта, напр. ° С. Преди да изпълните командата, уверете се, че няма монтирани дялове, които принадлежат на microSD картата. В случай че има следната команда, за да демонтирате всеки един от тях, umount /dev /sdXY

Но бъдете изключително внимателни тук, използването на грешна буква вместо X може да нанесе необратими щети на вашата система и да съсипе деня ви. Преди да изпълните командата dd, проверете отново дали буквата, която сте въвели вместо X, наистина е тази, която съответства на microSD устройството.

Ако използвате Windows, след като изтеглите изображението на Raspbian Lite и го разархивирате, можете да използвате Win32DiskImager, за да го запишете на microSD картата. Повече информация можете да намерите в официалната документация на Raspberry Pi.

На MacOS има графично приложение, наречено Etcher, което може да се използва за записване на изображението на microSD картата. Като алтернатива можете също да използвате dd подобно на Linux, но процесът е малко по -различен. Отново можете да проверите официалната документация за повече информация.

Конфигуриране на WiFi

След записването на изображението на microSD картата ще трябва да конфигурирате WiFi преди първото зареждане и също да активирате SSH.

Първото нещо, което трябва да направите, е да създадете празен файл с име SSH вътре в зареждащия дял на microSD картата. Ако сте на Windows, зареждащият дял най -вероятно ще бъде единственият дял, който бихте могли да видите, тъй като Windows не може да чете или записва дялове ext4. Ако дяловете на microSD картата не са монтирани, просто изключете и включете отново картата към компютъра.

След това, отново в зареждащия дял, създайте файл с име wpa_supplicant.conf с вашите безжични настройки. Съдържанието на файла трябва да изглежда подобно на това, държава =

мрежа = {ssid = psk = proto = RSN ключ_mgmt = WPA-PSK по двойки = CCMP auth_alg = ОТВОРЕН}

proto може да бъде или RSN за WPA2, или WPA за WPA1.key_mgmt може да бъде или WPA-PSK, или WPA-EAP за корпоративни мрежи. поотделно може да бъде или CCMP за WPA2, или TKIP за WPA1.auth_alg вероятно ще бъде ОТВОРЕН, докато LEAP и SHARED са другите опции. Що се отнася до country, ssid и psk, те трябва да са почти обясними.

Това е всичко, сега просто демонтирайте microSD картата от компютъра си и я поставете на вашия Pi. След това включете вашия Pi към HDMI монитор, включете модула на камерата с помощта на специалния лентов кабел и накрая включете захранването. След няколко секунди вашият Pi трябва да се стартира и автоматично да се свърже с вашата WiFi мрежа. На екрана трябва да можете също да видите IP адреса, който е получил от DHCP сървъра на вашия рутер.

Актуализация 4/6/2018:

В случай, че по някаква причина вашият Pi не може да се свърже с WiFi по време на зареждане, опитайте следното wpa_supplicant.conf, държава =

ctrl_interface = DIR =/var/run/wpa_supplicant GROUP = netdev update_config = 1 мрежа = {ssid = "" psk = ""}

Наскоро се опитвах да инсталирам Pi Zero W без глава с най -новата версия на Raspbian и не успях да го накарам да работи, докато не използвах предоставения по -горе wpa_supplicant.conf. Така че, ако и вие изглежда имате същия проблем, това може да помогне.

Стъпка 3: Установяване на SSH връзка

В случай, че все още не сте свързали монитор към вашия Pi и не можете да видите какъв IP адрес има, има няколко начина да го откриете. Един от начините е да проверите регистрационните файлове на DHCP сървъра на вашия рутер. Всеки рутер е различен, така че няма да описвам този процес.

В Linux друг лесен начин е като изпълните следната команда nmap като root, nmap -sn x.x.x.x/y

Където x.x.x.x е IP адресът на вашата частна мрежа, напр. 192.168.1.0 и y е броят на единиците (в двоичен формат) на мрежовата маска, напр. за мрежовата маска 255.255.255.0 броят на тези е 24. И така, за тази конкретна мрежа, която ще стартирате, nmap -sn 192.168.1.0/24

Примерен изход за тази команда е следният, Стартира Nmap 6.47 (https://nmap.org) на 2017-04-16 12:34 EEST

Отчет за сканиране на Nmap за 192.168.1.1 Хостът е нагоре (0,00044s латентност). MAC адрес: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) Доклад за сканиране на Nmap за 192.168.1.2 Хостът е нагоре (0.0076s латентност). MAC адрес: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Доклад за сканиране на Nmap за 192.168.1.4 Хостът е нагоре (0.00067s латентност). MAC адрес: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) Nmap доклад за сканиране за 192.168.1.180 Хостът е готов. Nmap направено: 256 IP адреса (4 хоста нагоре) сканирани за 2.13 секунди

Както можете да видите в моя случай Pi има IP адреса 192.168.1.4.

Ако сте на Windows, има и версия на nmap, която можете да опитате, за която можете да намерите повече информация тук. След получаване на IP адреса на Pi можете да го SSH, като използвате следната команда на Linux, както и MacOS, ssh pi@

Или в Windows, като използвате PuTTY.

Паролата по подразбиране за потребителя pi е малинова.

Стъпка 4: Конфигуриране на системата

Обща конфигурация

При първото зареждане системата е почти изцяло неконфигурирана, така че някои задачи трябва да направите първо.

Първото нещо, което трябва да направите, е да промените паролата по подразбиране за потребителя pi, passwd

След това ще трябва да конфигурирате локалите. Можете да направите това, като изпълните следната команда, sudo dpkg-реконфигуриране на локали

Продължете и изберете всички локали на en_US, като използвате интервала плюс всички други локали, които искате. Когато приключите, натиснете Enter. И накрая, изберете en_US. UTF-8 като локал по подразбиране и натиснете Enter.

След това ще трябва да конфигурирате часовата зона, sudo dpkg-преконфигурирайте tzdata

В този момент вероятно е добра идея да актуализирате системата, sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade

След това трябва да активирате модула на камерата с помощта на командата raspi-config, sudo raspi-config

Изберете опциите за интерфейс от менюто и след това изберете опцията Камера. Отговорете с да на въпроса, който ви моли да активирате камерата, и след това изберете OK. Накрая изберете финал и отговорете с да на въпроса дали искате да рестартирате Raspberry Pi сега. След рестартирането се свържете отново с вашия Pi през SSH по същия начин, както преди.

За да проверите дали камерата работи правилно, можете да изпълните следната команда:

raspivid -t 0

Трябва да можете да виждате видео емисията на вашия HDMI монитор, можете да го спрете по всяко време, като натиснете Ctrl-C. Можете също да използвате флаговете -vf и -hf, за да обърнете изображението вертикално и/или хоризонтално, ако имате нужда.

Задаване на статичен IP адрес

Следващото нещо, което трябва да направите, е да зададете статичен IP адрес за вашия Pi. За да направите това с помощта на nano, редактирайте /etc/dhcpcd.conf, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

и добавете следните редове в края, интерфейс wlan0

статичен ip_address = статични рутери = статични сървъри на име на домейн =

В настройката domain_name_servers можете да добавите множество сървъри на имена, разделени на интервали, ако искате, напр. можете също да добавите IP на Google DNS, който е 8.8.8.8, за да се използва като резервен сървър. Натиснете Ctrl-X за изход, въведете y и накрая натиснете Enter, за да запазите промените.

След това рестартирайте dhcpcd и мрежовите услуги, като изпълните следните две команди, sudo systemctl рестартирайте dhcpcd.service

sudo systemctl рестартирайте networking.service

В този момент SSH сесията трябва да виси. Не се притеснявайте, въпреки че това може да се очаква, тъй като току -що сте променили IP на Pi, просто се свържете отново с него чрез SSH, но този път с помощта на зададения от вас IP.

Стъпка 5: Инсталиране на GStreamer

Има няколко начина за поточно предаване на видео от Raspberry Pi през мрежата, но този, който осигурява най -малкото забавяне, е чрез използване на GStreamer. За да инсталирате GStreamer, просто изпълнете следните команди, sudo apt-get update

sudo apt-get install gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-добър gstreamer1.0-plugins-bad

GStreamer има доста зависимости, така че това ще отнеме известно време. След като инсталацията приключи, можете да предавате поточно видео емисията на камерата през мрежата и HDMI едновременно, като използвате следната команда, raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink хост = порт = 5000

Това ще създаде RTP поток на порт 5000, който може да бъде получен от всяка машина във вашата локална мрежа с помощта на GStreamer, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc хост = порт = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! видеоконвертиране! autovideosink sync = false

Инсталирането на GStreamer на всяка машина, работеща с Debian базиран дистрибутор на Linux, се извършва по абсолютно същия начин, както на Pi. Повечето големи дистрибуции, които не са базирани на Debian, също трябва да имат GStreamer в своите хранилища.

GStreamer е достъпен и за Windows и MacOS, подробна информация за това как да го инсталирате можете да намерите тук и тук.

Стъпка 6: Конфигурирайте Streaming за автоматично стартиране при зареждане

Разбира се, използвайки предишната команда, можете да започнете поточното предаване по всяко време, въпреки че това изисква първо свързване към Pi чрез SSH, което не е много удобно. Това, което искате да направите, е да създадете скрипт, който да се стартира автоматично при зареждане като услуга и да стартира поточното предаване.

Така че, за да направите това първо създайте файл с помощта на nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

и вътре поставете следните два реда, #!/bin/bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink хост = порт = 5000

Флаговете -vf и -hf се използват за обръщане на изображението вертикално и хоризонтално. В зависимост от ориентацията на камерата, след като я инсталирате, може да имате или да не се нуждаете от тях.

Натиснете Ctrl-X за изход, въведете y и накрая натиснете Enter, за да запазите промените. След това направете скрипта изпълним, като стартирате, sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

След това трябва да създадете системния сервизен файл, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

И поставете в следните редове, [Мерна единица]

Описание = Мрежово видео стрийминг след = network-online.target Иска = network-online.target [услуга] ExecStart =/usr/local/bin/network-streaming.sh StandardOutput = журнал+конзола Потребител = pi Рестартиране = при неизправност [Инсталиране] WantedBy = многопотребителска цел

Запишете файла и излезте от nano и изпълнете следната команда, за да тествате услугата си, sudo systemctl стартира мрежово стрийминг.услуга

Ако всичко работи както се очаква, можете да изпълните следната команда, за да накарате услугата автоматично да стартира при зареждане, sudo systemctl активира мрежово стрийминг.услуга

Стъпка 7: Направете файловата система само за четене

Един от големите проблеми на SD картите и флаш паметта като цяло е, че те са много податливи на корупция.

Най-добрият начин за борба с това е като монтирате всички дялове на microSD картата само за четене. Това също ще ви позволи да изключите захранването от Pi по всяко време, без да се налага да инициирате правилно изключване, което е много полезно, особено за такова приложение.

Първото нещо, което трябва да направите, е да премахнете някои пакети, като изпълните следната команда, sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

След това трябва да замените rsyslog с демона syslogd на busybox, което ще позволи да запазите системните регистрационни файлове в паметта, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

и бягай, sudo apt-get autoremove

за премахване на всички пакети, които вече не са необходими.

След това ще можете да преглеждате системните регистрационни файлове по всяко време с помощта на командата logread.

След това трябва да преместите /etc/resolv.conf в /tmp, който ще бъде монтиран в паметта, защото трябва да остане за запис.

sudo rm /etc/resolv.conf

sudo touch /tmp/resolv.conf sudo ln -s /tmp/resolv.conf /etc/resolv.conf

Друг файл, който трябва да може да се записва, е/var/lib/systemd/random-seed, така че по подобен начин, sudo rm/var/lib/systemd/random-seed

sudo touch/tmp/random-seed sudo chmod 600/tmp/random-seed sudo ln -s/tmp/random-seed/var/lib/systemd/random-seed

Тъй като файлът с произволни семена обикновено не се създава при зареждане и съдържанието на /tmp е променливо, ще трябва да промените това, като промените служебния файл на системния файл с произволно семе. Така че, използвайки nano, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

и просто добавете реда в края на раздела за услуги, ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

така ще изглежда така, [Обслужване]

Тип = oneshot RemainAfterExit = да

и бягай, sudo systemctl демон-презареждане

за презареждане на системните файлове на услугата.

След това ще трябва да редактирате /etc /fstab файла, sudo nano /etc /fstab

И добавете опцията ro към /dev /mmcblk0p1 и /dev /mmcblk0p2 дялове, за да могат да бъдат монтирани като само за четене при зареждане. И добавете още няколко реда, така че /tmp, /var /log и /var /tmp ще бъдат монтирани в паметта. След като направите тези промени, вашият /etc /fstab файл трябва да изглежда подобно на това, proc /proc proc по подразбиране 0 0

/dev /mmcblk0p1 /boot vfat по подразбиране, ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 по подразбиране, noatime, ro 0 1 # a swapfile не е swap дял, няма ред тук # използвайте dphys-swapfile swap [on | off] за това tmpfs /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

И накрая, редактирайте своя cmdline.txt, sudo nano /boot/cmdline.txt

и в края на реда добавете опциите fastboot noswap ro, за да деактивирате проверката на файловата система, да деактивирате swap и да принудите файловата система да бъде монтирана само за четене. След това /boot/cmdline.txt трябва да изглежда подобно на това, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 асансьор = краен срок fsck.repair = да rootwait fastboot noswap ro

Накрая рестартирайте системата, за да влязат в сила промените. След рестартирането, ако всичко върви според очакванията, sudo touch /зареждане /тест

sudo touch /тест

трябва да ви даде и в двата случая грешка „Файлова система само за четене“. Сега можете да изключвате захранването от вашия Pi по всяко време, без да рискувате файловата система на microSD картата да се повреди.

Ако имате нужда по някаква причина да накарате основната файлова система временно да чете и пише, напр. за да инсталирате някои пакети, можете да направите това, като използвате следната команда, sudo mount -o премонтиране, rw /

И след като приключите, изпълнете следната команда, за да я направите отново само за четене, sudo mount -o премонтиране, ro /

В случай, че искате да правите актуализации, не забравяйте да монтирате /boot и /като четене-запис, защото актуализациите за ядрото и фърмуера също записват /boot дяла.

На този етап сме приключили със софтуерната част, така че горещо препоръчвам да изключите своя Pi, да премахнете microSD и да направите резервно копие на изображението на microSD картата.

Стъпка 8: Хакване на модула на камерата

За да може модулът на камерата да се фокусира върху обекти в много близка близост и да ви осигури увеличение, ще трябва да го хакнете, за да промените фокусното си разстояние.

Обективът, който е прикрепен отгоре на сензора, всъщност се завинтва и се закрепва с много малко количество лепило. Използвайки чифт дълги плоски клещи за нос, внимателно завъртете лещата напред -назад, за да разчупите лепилната връзка, след което много внимателно напълно развийте лещата.

След това поставете обектива обратно на модула и го завийте малко, за да не падне, когато обърнете дъската с главата надолу. След това свържете вашия Pi към монитора си, ако още не сте го включили, включете захранването и погледнете видео потока.

Това, което трябва да направите, е да регулирате колко обектива е завинтен към основата, за да може камерата да може да се фокусира върху обекти на около 10 см от обектива. Опитайте се да не слизате много по -ниско от това, защото трябва да имате относително добро работно разстояние, за да можете да запоявате под него. Не се притеснявайте твърде много, за да го направите перфектен, винаги можете да направите фини настройки, след като приключите с монтажа на микроскопа.

Стъпка 9: Сглобяване на микроскопа

Сега е време за забавната част, която не е друго освен сглобяването на микроскопа.

Първо ще трябва да направите два отвора с диаметъра на винтовете на горната челюст на шублера и два от едната страна на алуминиевия корпус, за да го монтирате.

След това ще трябва да отворите слот с подходящ размер, за да пасне на линийката. Отделете време с този, защото ако вървите твърде бързо, може да счупите пластмасата или да направите дупката твърде голяма. След като приключите, поставете линийката, за да се уверите, че тя се вписва добре вътре.

Сега трябва да направите няколко дупки на ръба за линийката, за да монтирате модула на камерата. Когато приключите, завийте модула на камерата на място и отрежете останалата част от винтовете.

След това монтирайте шублера отстрани на алуминиевия корпус с винтове, прекарайте владетеля с прикрепен към него модул на камерата през отвора и го фиксирайте на място с горещо лепило. Не забравяйте да добавите горещо лепило от двете страни, както отгоре, така и отдолу.

Накрая, прикрепете платката Raspberry Pi към подвижната част на шублера, като използвате ципове, както можете да видите на снимката, и свържете кабела на камерата.

И това беше всичко, сега можете лесно да регулирате фокуса на камерата, като премествате шублера нагоре и надолу и ако искате също така да настроите фино фокусното разстояние на обектива, за да постигнете оптималното работно разстояние за вас.

Ако искате също да научите как можете да го направите преносим, можете да продължите към следващата стъпка.

Стъпка 10: Направете го преносим: Софтуер

PowerBoost 1000C има много удобна малка функция. Той има активиращ щифт, който при високо издърпване активира усилвателния преобразувател и започва да осигурява захранване на изхода си, а докато се дърпа ниско, захранването се прекъсва.

Raspberry Pi също има хубава функция, която ни позволява да конфигурираме GPIO щифт като изход, който ще бъде във високо състояние, докато Pi е включен и в ниско състояние след успешно изключване. Чрез комбиниране на тези две функции е възможно да се създаде софтуерен ключ за включване/изключване за микроскопа.

Нека започнем от софтуерната част, първото нещо, което трябва да направите, е да активирате тази функция на Pi и да я накарате да извежда логика високо на един GPIO щифт от момента на стартиране на зареждане и логика на ниско ниво след успешно изключване.

Това е много просто, всичко, което трябва да направите, е да редактирате /etc/config.txt файла, sudo mount -o remount, rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

и добавете следния ред в края му, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Сега, ако рестартирате Raspberry и измерите напрежението на щифта GPIO26 (щифт 37 на заглавието GPIO) по отношение на земята, трябва да видите 3.3V от момента, в който Pi започне да се зарежда. И след като направите пълно изключване, това трябва да стане 0V.

Сега, когато това е направено, трябва да напишете прост скрипт, който да следи състоянието на втори GPIO щифт и когато той стане нисък, задейства изключване. За тази цел ще трябва да инсталирате пакета wiringpi, който идва заедно с командата gpio.

sudo mount -o премонтиране, rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi

Сега, използвайки nano, създайте скрипта, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

и поставете в следните редове, #!/bin/bash

докато true правите if (($ (gpio read 24) == 0)) тогава systemctl poweroff fi sleep 1 направено

и след запазване и излизане също го правят изпълним, sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

Важно е да споменем, че щифтът 24 на проводника съответства на пина GPIO19, който е щифт 35 на заглавката на GPIO. Ако това звучи объркващо, можете да разгледате разписката на Raspberry Pi на уебсайта pinout.xyz и уеб страницата за щифтове на wiringpi.com. Изпълнението на командата gpio readall също може да бъде полезно за определяне кой пин е кой.

След това трябва да създадете системния сервизен файл, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

със следното съдържание, [Мерна единица]

Описание = Мониторинг на бутона за захранване След = network-online.target Иска = network-online.target [услуга] ExecStart =/usr/local/sbin/power-button.sh StandardOutput = журнал+конзола Рестартиране = при неизправност [Инсталиране] WantedBy = многопотребителска цел

И накрая, за да стартирате услугата и да я стартирате при стартиране, sudo systemctl старт-бутон за захранване.услуга

sudo systemctl enable power-button.service

и монтирайте отново файловата система като само за четене с, sudo mount -o премонтиране, ro /

Стъпка 11: Направете го преносим: Хардуер

Сега е време за хардуерната част. Първо, трябва да изградите много проста схема, която се състои от NPN транзистор, два резистора и DPST моментен превключвател. Можете да разгледате снимката на електрическата схема за повече подробности.

Също така ще трябва да запоите мъжки заглавен щифт на GPIO на Raspberry Pi, а също и женски на PowerBoost, така че можете лесно да прикачите това и Pi към дъската, която ще изградите. Вашата дъска по същество ще бъде прикрепена върху Pi Zero като HAT и PowerBoost отгоре на дъската. Pi също ще се захранва директно от заглавието GPIO, използвайки +5V щифт на PowerBoost.

След като приключите с запояването, е време да сглобите всичко. Първо, монтирайте Pi върху движещата се част на шублера, като използвате ципове. След това монтирайте батерията на гърба на дъската, която сте построили отново, с цип и я прикрепете към Pi, внимавайте да не я затегнете твърде много, в противен случай можете да повредите батерията. Прикрепете платката PowerBoost върху нея и включете батерията към конектора. Не на последно място, включете кабела на камерата и свържете Pi към модула на камерата и, разбира се, не забравяйте да включите microSD.

И най -накрая свършихме! Ако сега натиснете бутона за захранване и продължите да го натискате за около 8 секунди, процесът на зареждане на Pi трябва да започне и след като го освободите, той трябва да продължи. За съжаление, Pi не започва веднага да извежда логиката високо на GPIO26, така че ако спрете да натискате бутона твърде скоро, захранването ще бъде прекъснато.

След като процесът на зареждане приключи, натискането на бутона за захранване още веднъж за около секунда трябва да доведе до изключване на Pi и прекъсване на захранването.

Стъпка 12: Идеи за подобрение

Отстраняване на нежеланите източници на светлина

Това не би трябвало да има голямо значение, ако планирате да използвате микроскопа само за запояване и проверка на платката, но ако искате да направите и няколко снимки с него, може да откриете досадно червено петно, което да се появи на вашите снимки. Това се дължи на светодиода на модула на камерата, който винаги свети, докато камерата работи.

Ако искате да го изключите за щастие, това е съвсем просто. След като направите /boot дял за запис, sudo mount -o remount, rw /boot

редактирайте /boot/config.txt с помощта на nano, sudo nano /boot/config.txt

и добавете следния ред в края, disable_camera_led = 1

Това трябва да доведе до изключване на светодиода на камерата след рестартиране на системата.

Сега, ако сте направили преносимата версия, PowerBoost 1000C за съжаление има абсурдно ярък син светодиод, който показва, че захранването е включено. Това, че освен да разваляте експозицията на вашите изображения, може да ви се стори изключително досадно за очите ви по време на запояване, само поради това колко ярко е то.

Поради тази причина може да помислите за премахване на светодиода за захранване или резистора, който е последователно с него, напълно от платката. Като алтернатива може да искате да замените 1K резистора, който е последователно с него, с по -голям, така че светодиодът ще стане по -слаб.

Регулируемо увеличение

Вместо да вземете обикновен модул за камера на Raspberry Pi и да го хакнете, за да промените фокусното си разстояние, ако нямате нищо против да спестите няколко допълнителни пари, можете също да получите модул за камера с регулируемо фокусно разстояние, за малко над 20 € от eBay.

Такъв модул на камерата ще ви позволи лесно да регулирате нивото на увеличение, тъй като докато премествате камерата по -ниско, всичко, което трябва да направите, е да развиете малко обектива, за да фокусирате. Това също ще ви позволи лесно да постигнете доста големи нива на увеличение. Имайте предвид обаче, че след дадена точка дълбочината на рязкост ще стане толкова поглъщаща, че ще направи микроскопа почти неизползваем, както можете да видите и в прикаченото изображение.

Така че, за да обобщим, ако можете да си го позволите, силно препоръчвам вместо това да вземете един от тези модули на камерата, тъй като това ще ви даде невероятна гъвкавост.

Втора награда в конкурса за микроконтролер 2017